Исследование экологической обусловленности формирования здоровья населения

 

Проблема исследования влияния загрязнения окружающей среды на здоровье человека хоть и не нова, но остается до сих пор нерешенной и имеет свои региональные особенности. Ситуация на территориях Крайнего Севера России с развитой тяжелой промышленностью, в основном по добыче полезных ископаемых, усугубляется неблагоприятными климато-географическими условиями и остается еще мало изученной (Пономаренко Г. С. 1983, Ковалев И.В 2003, Зарипова С. Н. 2008). На современном этапе, в условиях истощения мировых энергетических и природных запасов, роль севера, как уникального ресурса России, возрастает. Исследования здоровья человека и экологических процессов, происходящих в промышленно-освоенных районах Крайнего Севера, не теряют своей актуальности, а наоборот необходимы, чтобы избежать ошибок при дальнейшем обживании и развитии этих территорий.

Одним из самых крупных северных регионов России с высоким уровнем природно-ресурсного экономического потенциала является Республика Саха (Якутия). Наиболее промышленно-освоенная территория республики — это Южно-Якутский регион, где развивается горнодобывающее производство и топливно-энергетическая промышленность (Нерюнгринский промышленный комплекс площадью 99 тыс. кв. км.), золотодобыча (Алданский район — 157 тыс. кв. км.),промышленное производство по добыче руд и песков драгоценных металлов, обработка древесины, сельское хозяйство (Олекминский район — 161 тыс. кв. км.). Развитие Южно-Якутского территориально-производственного комплекса продолжается уже в течении более 40 лет и за это время хрупкая и практически беззащитная экология этих северных территорий, претерпела большое количество вредоносного воздействия. Формирование неблагополучных факторов окружающей природной среды приводит к тому, что меняются основные характеристики общности людей, а именно уровень их здоровья: динамика и структура заболеваемости, демографическое поведение.

Глубокая проработка вопросов анализа здоровья населения на местном уровне с использованием средств математического моделирования позволяет выяснить существующие особенности в структуре медико-демографических показателей и оценить возможность влияния экологической составляющей на их формирование.

Заболеваемость населения в Южно-Якутском регионе в основном определяют шесть классов болезней, на них приходится более 2/3 всех заболеваний. В целом среди всего населения наиболее распространены болезни органов дыхания — 1/3 часть всех заболеваний. Самый высокий процент встречаемости патологий органов дыхания среди детей, больше половины случаев. Второе место занимают болезни системы кровообращения, которые в основном распространены среди взрослого населения. Далее следует заболевание глаза и его придаточного аппарата, занимающее лидирующую позицию во всех возрастных категориях населения. Практически на одном уровне количество случаев, приходящихся на болезни костно-мышечной системы, органов пищеварения и мочеполовой системы. Для Южной Якутии, как и для республики, характерен естественный прирост населения, когда уровень рождаемости превышает уровень смертности, но коэффициент рождаемости в регионе ниже, а коэффициент смертности выше соответствующих республиканских значений. Наибольшее количество смертельных исходов приходится на причины от болезней системы кровообращения, онкологических патологий и от внешних причин и, также обращает на себя внимание, факт роста в динамике на 46,5 % смертности от болезней органов пищеварения, на 15 % — от болезней сердечно-сосудистой системы.

Использование вероятностно-статистических методов позволяет объединить исходные статистические данные и теоретико-вероятностные модельные соображения, чтобы получить модель, гибко настроенную на реальную действительность.

Для анализа распределения коэффициента общей заболеваемости по классам болезней были выбраны 18 классов, без учета болезней, характеризующихся внешними причинами возникновения; симптомами, признаками и отклонениями от нормы, выявленными при клинических лабораторных испытаниях и, наконец, факторами, влияющими на состояние здоровья населения и на частоту обращения граждан в учреждения здравоохранения. Построение матрицы парных коэффициентов корреляции показало, что на коэффициент общей заболеваемости существенное влияние оказывают коэффициенты заболеваемости 10 классов болезней. Результаты корреляционного анализа подтверждены дисперсионным анализом, с помощью которого с принятой доверительной вероятностью (95 %) можно утверждать, что групповые средние по выбранным 10 формам болезней различаются значимо (таб. 1).

Корреляционный анализ показал, что между рассматриваемыми классами болезней существует коллинеарная зависимость, исключение которой необходимо для перехода к следующему этапу — спецификации уравнения регрессии. Анализ значений парных коэффициентов корреляции между объясняющими переменными позволил убрать из модели дублирующие факторы, при этом предпочтение отдано не фактору, более тесно связанному с результатом, а тому фактору, который при достаточно тесной связи с результатом имеет наименьшую тесноту связи с другими факторами (таб. 2).

Таблица 1

Дисперсионный анализ коэффициента общей заболеваемости по классам болезней

Возрастная категория	Fнабл	Fкр	Доверительная вероятность, (%)	Значимость фактора	% влияния фактора
Новообразования	736,89	5,32	0,95	значимый	98,9
Психические расстройства	708,96	5,32	0,95	значимый	98,9
Болезни нервной системы	693,12	5,32	0,95	значимый	98,9
Болезни уха и сосцевидного отростка	734,86	5,32	0,95	значимый	98,9
Болезни системы кровообращения	635,94	5,32	0,95	значимый	98,8
Болезни органов дыхания	293,02	5,32	0,95	значимый	97,3
Болезни органов пищеварения	664,35	5,32	0,95	значимый	98,8
Болезни костно-мышечной системы	638,31	5,32	0,95	значимый	98,8
Врожденные аномалии (пороки развития)	764,30	5,32	0,95	значимый	99,0
Травмы, отравления	666,17	5,32	0,95	значимый	98,8

 

Таблица 2

Корреляционный анализ по выбранным классам болезней

	Коэффициент общей заболеваемости на 1000 чел.	Болезни системы кровообращения	Болезни органов дыхания	Травмы, отравле­ния
Коэффициент общей заболеваемости на 1000 чел.	1,00
Болезни системы кровообращения	0,95	1,00
Болезни органов дыхания	0,82	0,63	1,00
Травмы, отравления	0,56	0,29	0,52	1,00

 

Исключив коллинеарность между коэффициентами заболеваемости в рассматриваемых классах болезней, можно перейти к следующему этапу — спецификации уравнения регрессии. В уравнение множественной регрессии включены следующие классы заболеваний: болезни системы кровообращения (), болезни органов дыхания (), травмы, отравления и некоторые другие последствия воздействия внешних причин (). Сравнивая статистические показатели точности ( — средняя ошибка аппроксимации, F- критерий Фишера (Fнабл>Fкр) и  — множественный коэффициент детерминации) построенных моделей уравнений множественной регрессии: линейной, степенной, экспоненциальной и обратной, выбрано линейное уравнение, как наиболее точно описывающее процесс влияния коэффициента заболеваемости в выбранных классах болезней на коэффициент общей заболеваемости (, =0,14 %, Fнабл =1113,12, Fкр= 5,32, =0,99).

По уравнению множественной линейной регрессии получено, что при увеличении коэффициента заболеваемости населения болезнями органов дыхания на 10 % коэффициент общей заболеваемости возрастет на 3,7 %, при увеличении коэффициента заболеваемости болезнями системы кровообращения на 10 % коэффициент общей заболеваемости повысится на 0,8 %, а увеличение на 10 % коэффициента травм, отравлений и некоторых других последствий воздействия внешних причин приведет к увеличению коэффициента общей заболеваемости на 1,1 %.

Уровень смертности населения также является одной из характеристик здоровья населения, и с этой точки зрения интерес представляют частные показатели смертности по основным классам причин смерти. С целью выявления тех заболеваний, которые являются основными причинами смертности в районах Южной Якутии, проведен корреляционный анализ между значениями коэффициентов смертности от различных видов заболеваний и общим коэффициентом смертности в районах. Высокая связь смертности в Алданском районе наблюдается от новообразований (r = -0,64), в Олекминском районе от новообразований и болезней органов пищеварения (соответственно r = 0,65, r = 0,89), в Нерюнгринском районе от болезней системы кровообращения и болезней органов пищеварения (соответственно r = 0,91, r = 0,85), значимость всех коэффициентов корреляции подтверждается t-критерием Стьюдента (р < 0,1).

Корреляционный анализ взаимосвязи между значениями коэффициентов смертности от болезней органов пищеварения, болезней системы кровообращения и новообразований и общим коэффициентам смертности в регионе показал, что из данных видов заболеваний значимыми факторами в динамике смертности в целом по региону являются болезни органов пищеварения (r = 0,77, р < 0,1). Дисперсионный анализ с вероятностью 95 % подтвердил возможность влияния изменчивости данного фактора на уровень смертности в регионе.

Среди полученных уравнений множественных регрессий (линейной, экспоненциальной, степенной и обратной), отражающих зависимость коэффициента смертности в регионе от коэффициента смертности от болезней органов пищеварения (), по статистическим показателям точности модели для описания динамики изменения коэффициента смертности выбрана степенная модель уравнения (,=1,29 %, Fнабл =9,13, Fкр = 5,32, =0,6), как наиболее оптимальная форма множественной регрессии, которая показывает, что при увеличении коэффициента смертности от болезней систем пищеварения на 10 % коэффициент смертности в регионе увеличивается на 1,7 %.

При дальнейшем исследовании состояния здоровья населения с учетом внешних факторов, влияющих на уровень этого показателя, в том числе характеризующихся нечетким описанием и размытыми границами было принято целесообразным отказаться от применения методов математической статистики в пользу теории нечетких множеств. В основе теории нечетких множеств лежит представление о том, что составляющие данное множество элементы, обладающие общим свойством, могут обладать этим свойством в различной степени, и, следовательно, принадлежать данному множеству с разной степенью. Для выявления наиболее неблагополучных факторов, оказывающих влияние на формирование показателей здоровья местного населения, была поставлена и решена задача многокритериальной оценки состояния здоровья населения на основе метода взвешенного пересечения нечетких множеств.

Как правило, критерии, используемые при принятии решений в многокритериальных задачах, характеризуются различной степенью важности в контексте рассматриваемой задачи. Для учета этого факта каждому из критериев назначается степень приоритетности. Обычно это делают эксперты на основании своего личного опыта, и, конечно же, их мнение в определенной степени оказывается субъективным. Оптимальные решения, выбранные с использованием субъективных оценок, также будут субъективными.

Степень субъективности решения можно уменьшить, если вместо субъективных оценок, назначенных одним лицом, ввести среднее из таких оценок, назначенных независимо друг от друга группой экспертов. Метод опроса экспертов широко применяется в современной науке. Опыт применения подобных методов учит, что зачастую оценки экспертов оказываются далеко не столь разноречивыми, как это можно было бы предположить заранее. Вывести из них некоторые предпосылки для принятия разумного решения вполне возможно. В результате опроса высококвалифицированных специалистов медицинских учреждений региона, имеющих многолетний стаж работы, назначены 11 критериев C1, C2,..., C11, среди которых одним из приоритетных факторов, влияющих на состояние здоровья населения, было выбрано состояние окружающей среды. В каждой из трех возрастных категорий населения представлено по 16 стратегий (A1, A2,..., A16), соответствующих основным нозологическим формам болезней по “Международной статистической классификации болезней и причин смерти”.

Если имеется m стратегий A1, A2,..., Am, среди которых надо осуществить выбор, и множество критериев C1, C2,..., Cn, при этом оценки альтернатив по каждому j -му критерию представлены нечетким множеством:

Ci={A1|µCi(A1), A2|µCi(A2),..., Am|µCi(Am)},

то правило выбора лучшей стратегии можно представить, как пересечение нечетких множеств, соответствующих всем критериям:

D=C1∩C2∩...∩Cn.

При этом каждая стратегия Ai будет принадлежать нечеткому множеству D со степенью принадлежности:

µD(Ai)=min µCj(Ai), i=1,2,..,m.

Лучшей считается та стратегия A*, которая имеет наибольшее значение функции принадлежности, т. е.

µD(A*)=max µD(Ai).

Если критерии Cj имеют различную важность, то их вклад в общее решение можно представить, как взвешенное пересечение:

D=C1α1∩C2α2∩...∩Cnαn,

где αj — весовые коэффициенты, которые должны удовлетворять следующим условиям

αj≥0; j=1,2,...,n; [1, с. 21].

В результате решения многокритериальной задачи получено нечеткое множество D наихудших стратегий, или, что, то же самое, нозологических форм, куда каждая нозологическая форма входит со своей степенью принадлежности:

          для возрастной категории дети:

D = {A1|0,231;A2|0,000;A3|0,012;A4|0,035;A5|0,416;A6|0,000;A7|0,188;A8|0,334;A9|0,080;A10|0,231;A11|0,111;A12|0,080;A13|0,015;A14|0,012;A15|0,035;A16|0,231}

          для возрастной категории подростки:

D = {A1|0,334;A2|0,111;A3|0,080;A4|0,012;A5|0,000;A6|0,434;A7|0,272;A8|0,188;A9|0,272;A10|0,155;A11|0,155;A12|0,155;A13|0,155;A14|0,282;A15|0,012;A16|0,272}

          для возрастной категории взрослые:

D = {A1|0,443;A2|0,053;A3|0,188;A4|0,394;A5|0,272;A6|0,111;A7|0,443;A8|0,155;A9|0,432;A10|0,111;A11|0,443;A12|0,015;A13|0,272;A14|0,061;A15|0,012;A16|0,015}

В соответствии с проведенным анализом полученных множеств по каждой возрастной группе, выбраны нозологические формы, у которых степень принадлежности к множеству D наибольшая: дети — инфекционные и паразитарные заболевания (A5), также обращают на себя внимание следующие нозологические формы: второе ранговое место — болезни уха (A9), третье ранговое место — болезни органов дыхания, психические расстройства, новообразования (A1, A10, A16); подростки — болезни глаз (A6), второе ранговое место — болезни органов дыхания (A1), третье ранговое место — врожденные аномалии (A14); взрослые — болезни органов дыхания (А1), болезни органов пищеварения (А7), болезни мочеполовой системы (А11).

Получение и анализ вероятностно-статистических моделей исследования показателей здоровья населения Южной Якутии позволил обосновать зависимость коэффициента общей заболеваемости от динамики изменения уровня заболеваемости болезнями органов дыхания, системы кровообращения, а также травм и отравлений; влияние болезней органов пищеварения на рост смертности в регионе. Анализ специфики заболеваемости по возрастным категориям дети-подростки-взрослые, с помощью решения многокритериальной задачи оценки состояния здоровья населения, в которой одним из приоритетных критериев назначено состояние окружающей среды, позволил выделить в каждой группе наиболее нежелательные стратегии (классы болезней). Необходимо отметить, что лидирующие позиции в каждом полученном нечетком множестве принадлежат болезням органов дыхания.

Различные методы исследования состояния здоровья населения Южной Якутии с учетом воздействия внешней среды свидетельствуют о наличии таких особенностей в формировании медико-демографических процессов, которые свидетельствуют о распространении патологий среди органов и систем организма, которые выполняют барьерные функции на границе раздела двух сред — внешней и внутренней — и тем самым поддерживают и сохраняют чистоту внутренней среды организма: дыхательной, пищеварительной, иммунной, лимфатической и выделительной систем, а также печени и кожи. Выявленные нарушения функций барьерных органов могут свидетельствовать о длительном воздействии загрязняющих факторов окружающей среды или о их высокой концентрации, что говорит о необходимости дальнейшего изучениясвязи между состоянием здоровья населения и факторами окружающей среды в Южно-Якутском регионе.

 

Литература:

 

1.                Конышева Л. К., Назаров Д. М. Основы теории нечетких множеств: Учебное пособие. — СПб.: Питер, 2011. — 192 с.: ил.